Zagadnienia normalizacyjne

Powszechność występowania elektryczności statycznej i związanych z nią zjawisk powoduje, że ogólne zasady postępowania z różnymi obiektami, modele wyładowań elektrostatycznych i metody pomiarowe dotyczące generacji ładunków elektrostatycznych i odporności na wyładowania ESD są przedmiotem opracowań w wielu dziedzinach techniki.

Dlatego duże znaczenie w działalności producentów elektroniki ma to, aby stosowane środki ochronne, procedury, szkolenia i inne czynności związane z ESD były zgodne z właściwymi normami. Uzyskanie takiej zgodności jest podstawowym czynnikiem wpływającym na to, czy ochrona może być uznana formalnie za skuteczną czy też nie.

Dokumenty normalizacyjne, wiążące się z zastosowaniami i badaniami urządzeń i podzespołów elektronicznych, zostały opracowane w ramach Międzynarodowej Komisji Elektrotechnicznej IEC, przeniesione do Polski i przetłumaczone bez żadnych zmian. Są to PN-EN 61340-5-1 - ochrona przyrządów elektronicznych przed elektrycznością statyczną - wymagania ogólne i PN-EN 61340-5-2 w formie przewodnika użytkownika.

Rys. 2. Główni odbiorcy środków ochrony ESD

Warto przez chwilę zatrzymać się na drugiej z wymienionych pozycji. Przede wszystkim wbrew wielu stereotypom norma ta nie ma suchego urzędowego charakteru, ale jest obszernym (około 60 stron A4) kompendium omawiającym zasady znakowania wyposażenia, opakowań, elementów, jak wymagania w stosunku do strefy ochronnej EPA.

W dalszej części norma ta precyzuje wymagania, jakie powinny spełniać poszczególne środki ochrony, takie jak podłogi, miejsca siedzące, odzież, opaski, obuwie, a także jonizatory i inne urządzenia oraz aparatura pomiarowa służąca do kontroli zabezpieczeń. Norma omawia też szczegółowo zagadnienia związane z konstrukcją uziemień, zasadami pracy w strefie EPA, np. odbiorem towaru i jego magazynowaniem, kontrolą.

Kolejna część precyzuje zagadnienia związane ze szkoleniami i kontrolą, np. wymienia zagadnienia, które powinny być wzięte pod uwagę, jak również definiuje obowiązki koordynatora ESD. Tekst kończy opis metod pomiaru rezystancji elementów ochronnych i innych charakterystycznych urządzeń technicznych znajdujących się w strefie chronionej.

Pierwsza norma „Wymagania ogólne” zajmuje blisko 80 stron i skupia się na bardziej formalnych aspektach związanych z ochroną przed ESD. Dotyczy to przede wszystkim charakterystyk elementów ochronnych, ich konstrukcji i parametrów technicznych, jak na przykład wartość rezystancji miedzy człowiekiem a podłogą zapewnianą przez obuwie. Druga część dokumentu precyzuje metody kontroli, tematykę szkoleń i metody pomiaru parametrów, jak również wskazuje poprawne umiejscowienie na stanowiskach pracy wszystkich elementów i urządzeń wiążących się z ESD.

Lektura powyższych dokumentów jest niewątpliwie ciekawa i to nie tylko dla osób zawodowo uwikłanych w problematykę ochrony przed ESD. Szkoda tylko, że normy nie są dostępne publicznie w Internecie. Koszt wersji papierowej obu tych dokumentów w sklepie PKN wynosi ok. 175zł.

Kontrola

Ochrona przed elektrycznością statyczną nie sprowadza się jedynie do instalacji odpowiedniej liczby zabezpieczeń i przeszkolenia kadry pracowników. Trzeba jeszcze dysponować narzędziami, które pozwolą ocenić skuteczność działania środków ochronnych, zwłaszcza po dłuższym czasie ich eksploatacji. Podstawowa aparatura pomiarowa nie jest specjalnie skomplikowana, gdyż w większości używa się mierników rezystancji współpracujących z odpowiednimi i zdefiniowanymi w normach elektrodami. Jednak oprócz niej liczy się sposób i warunki pomiaru, co zostało dokładnie określone w normach.

Niewątpliwie ochrona przed elektrycznością statyczną jest dziedziną, która w bardzo dużym stopniu opiera się na normach i urzędowych procedurach. Dla wielu osób wiążące się z tym wymagania, procedury i postępowanie mogą wydawać się niekiedy przesadzone lub też zbyt rygorystyczne. Takie odczucie wynika zarówno z dużej liczby koniecznych środków ochrony ich skomplikowania oraz, co jest chyba najważniejsze, z chęci zapewnienia skuteczności ich działania.

Uszkodzenia powodowane przez ESD mogą dla producenta okazać się bardzo kosztowne w skutkach i jednocześnie trudne w wykryciu. Przy rosnących kosztach serwisu ma to dzisiaj niebagatelne znaczenie, dlatego lepiej przesadzić z ochroną i kontrolą, niż potem zmagać się z niezadowolonymi klientami i płacić za serwis gwarancyjny.

Rynek

Zdecydowana większość firm zajmujących się tematyką ESD odnotowała w ostatnim roku wzrost zainteresowania produktami ESD (rys. 1). Z pewnością jest to w dużej mierze wynik ogólnego rozwoju rynku, wzrostu zainteresowania kooperacją w produkcji i napływu zleceń z zagranicy. Jeśli chodzi o podawane w ankiecie redakcyjnej procentowe stopy wzrostu obrotów, to kształtowały się różnie od kilkunastu do ponad 80 procent, co pozwala wyciągnąć wniosek, że dochody firm z tej działalności zależą od stopnia specjalizacji w tematyce ESD i zaangażowania dostawcy.

W przypadku materiałów do ochrony przed ESD, osiągnięty już został na rynku taki poziom znajomości i akceptacji produktu, że w pewnej mierze sprzedają się one „same”. Potwierdzają to wyniki ankiety redakcyjnej pokazane na rysunku 2. Materiały i sprzęt związane z ochroną przed elektrycznością statyczną dla wszystkich dostawców są dodatkiem do innych produktów przeznaczonych do zaopatrzenia produkcji.

Są to wyroby trwałe, o niewielkim stopniu skomplikowania technicznego i oferowane przez wielu producentów. Dlatego prawie zawsze pełnią one rolę dodatku, na którym się zarabia niewiele, ale który dobrze uzupełnia ofertę firm zorientowanych na obsługę produkcji elektronicznej. Część firm, a zwłaszcza te o szerszej ofercie akceptuje tę zależność i nawet niewielka sprzedaż jest dla nich satysfakcjonująca.

Rys. 3. Znajomość zagadnień i problemów ESD wśród firm elektronicznych

Głównymi odbiorcami produktów ochrony ESD są przede wszystkim firmy produkcyjne OEM, a w następnej kolejności przemysł i dystrybutorzy materiałów i podzespołów (rys. 3). Duży udział przemysłu wynika z tego, że tematyka ochrony przed elektrycznością statyczną nie jest jedynie domeną elektroników. Jest to problem, z którym boryka się przemysł chemiczny, włókienniczy, samochodowy i wydobywczy (górnictwo) oraz budownictwo.

Wyładowanie elektrostatyczne zachodzą także przy przenoszeniu napędu przez paski klinowe lub pasy transmisyjne i przy toczeniu się kół, przy przepływie cieczy rurami, przy wytwarzaniu pyłów, proszków i zawiesin w procesach technologicznych, a także przy przepływie i wypływie z przewodów gazów, które zwykle niosą ze sobą pewne zanieczyszczenia. Dlatego część sprzedaży omawianych w raporcie w naturalny sposób trafia do takich zastosowań.

Bez względu na to, jaką część obrotów firmy tworzą wyroby ESD, liderami rynku są firmy zajmujące się kompleksową obsługą w tej tematyce, a więc takie, które uzupełniają sprzedaż o doradztwo, szkolenia i audyty. Przykładem takiej firmy jest Lafot, który nawet uczestniczył w opiniowaniu projektu wymienionych polskich norm.

Firmy

Wprawdzie większość dostępnych na rynku produktów ochronnych w zakresie ESD pochodzi z importu, warto zauważyć, że mamy w kraju co najmniej dwóch producentów takich wyrobów. Jedną z tych firm jest Julex, który jest wiodącym w Polsce producentem obuwia ochronnego do użytku w strefach EPA o właściwościach zgodnych z normami ochrony przed wyładowaniami elektrostatycznymi. Drugim polskim producentem jest firma Renex zajmująca się produkcją odzieży antystatycznej i dystrybucją materiałów importowanych.

Znacznie większy obszar zaopatrzenia rynku pokrywają dystrybutorzy. W większości są to firmy, dla których tematyka ochrony przed ESD jest ważną częścią działalności i które dysponują szeroką i wyczerpująco obszerną ofertą, jeśli chodzi o asortyment. Takim przedsiębiorstwem jest na przykład firma Lafot Elektronik, która zajmuje się dystrybucją systemów zabezpieczeń antyelektrostatycznych niemieckiej firmy Wolfgang Warmbier.

Oprócz działalności handlowej Lafot zajmuje się działalnością doradczą, organizuje szkolenia pracowników oraz kadry zarządzającej. Wykonuje także audyty w zakresie zabezpieczeń ESD oraz certyfikuje strefy ochrony przed wyładowaniami. Firma prowadzi ponadto laboratorium do pomiarów materiałów ESD.

Produkty do ochrony przed ESD często uzupełniają oferty firm sprzedających sprzęt technologiczny do montażu podzespołów elektronicznych, chemię i inne materiały dla produkcji. Przykładem może być tutaj Production Solutions, zajmujący się sprzedażą zabezpieczeń ESD oraz urządzeń do technologii SMT, w tym materiałów do wykorzystania w pomieszczeniach clean-room takich jak kombinezony, maseczki, worki.

Podobny profil ma Ambex specjalizujący się w dostawach urządzeń i materiałów do produkcji elektronicznej. Firma oferuje pełny asortyment materiałów ochronnych firmy Iteco, a także testery i mierniki, jonizatory powietrza, zgrzewarki, pakowarki próżniowe i wiele innych. Sprzedażą, instalacją i serwisem maszyn SMT zajmuje się też firma CPS oferująca produkty ochrony ESD firmy KVT-Canespa.

Do grupy dystrybutorów o takim profilu zaliczyć trzeba też Semicon i PB Technik. Węższą specjalizację rynkową ma natomiast firma Treston, która jest polskim oddziałem fińskiego producenta modułowych systemów mebli przemysłowych zwykłych i z zabezpieczeniem ESD oraz systemów magazynowania małych części i komponentów.

Tematyka ochrony przez wyładowaniami elektrostatycznymi dotyczy również działów utrzymania ruchu w zakładach produkcyjnych. Dla takich odbiorców sprzedają materiały dystrybutorzy podzespołów elektronicznych tacy jak TME oraz firmy Infoel i Elfa.

Uczestnikiem raportu jest także polski oddział 3M. Firma ta oferuje wiele materiałów chemicznych dla przemysłu, medycyny, telekomunikacji i innych. W zakresie raportu oznacza to torebki, ściereczki i podobne akcesoria.

W sumie w raporcie wzięło udział 13 firm, w tym dwu producentów. Zestawienie ich ofert pokazane zostało w tabeli 1, która ma charakter przeglądowy pozwalający szybko zorientować się czym zajmuje dana firma w omawianej tematyce.

Robert Magdziak

Współpraca Jerzy F. Kołodziejski